Макроскопические эффекты квантовых флуктуаций

• Автор: Рубин, Сергей Георгиевич
• Шифр специальности: 01.04.23
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 199 с. : ил

Оглавление
Введение

1 Образование первичных ядер галактик в ранней Вселенной

1.1 Формирование замкнутых стенок комплексного поля

1.2 Торможение стенок при движении сквозь плазму

1.3 Условия образования первичных ЧД

1.4 Обсуждение

1.5 Фрактальные структуры в нашей Вселенной

1.5.1 Корреляции в распределении черных дыр

1.5.2 Определение фрактальной размерности галактических кластеров

1.5.3 Различные модели образования фрактальных структур

1.6 Обсуждение
1.7 Краткие выводы
2 Крупномасштабные флуктуации плотности барионов
2.1 Пространственное распределение фазы комплексного поля
в инфляционный период
2.2 Механизм спонтанного бариосинтеза
2.3 Излучение барионного заряда при движении стенок
2.4 Ионизированные области антиматерии
2.5 Обсуждение

2.6 Краткие выводы
3 Распад ложного вакуума как источник долгоживущих флуктуаций
3.1 Основные положения
3.2 Взаимодействие стенок с окружающей средой
3.3 Детальное изучение столкновения двух пузырей
3.4 Столкновение стенок пузырей истинного вакуума
3.5 Численные результаты
3.6 Обсуждение
3.7 Краткие выводы
4 Роль квантовых флуктуаций при высоких энергиях
4.1 Влияние массивных полей на процесс инфляции
4.2 Подавление фазовых переходов первого рода
4.2.1 Квантовые поправки к вероятности распада вакуума
4.2.2 Подавление распада вакуума виртуальными частицами
4.3 Тонкая настройка параметров Вселенной
4.3.1 Основные постулаты
4.3.2 Квантовые флуктуации как генератор Вселенных .
4.4 Краткие выводы
Заключение

Целью данной диссертационной работы являлось изучение влияния квантовых флуктуаций при высоких энергиях на эволюцию Вселенной и, в частности, определение роли этих флуктуаций в формировании крупномасштабных структур. В рамках данного направления разрабатывались следующие проблемы:
• построение единого механизма образования первичной фрактальной структуры галактик и массивных черных дыр внутри них,
• исследование возникновения крупномасштабных флуктуаций бари-онного заряда в процессе неоднородного бариосинтеза и возможности их экспериментального обнаружения;
• исследование нового механизма множественного образования первичных черных дыр в фазовых переходах первого рода;
• изучение влияния квантовых флуктуаций массивных полей на динамику системы при высоких энергиях;
• выяснение роли квантовых флуктуаций в формировании начальных условий, при которых возникла наша Вселенная, и их влияние на процесс реализации ее наблюдаемых свойств.
Основные результаты работы, выносимые на защиту:
1. Впервые обнаружен и детально рассмотрен механизм образования массивных первичных черных дыр при окончании инфляции.
2. Предложена модель формирования первичных ядер галактик, основанная на раннем образовании фрактальных кластеров массивных черных дыр.
3. Предложен флуктуационный механизм образования крупномасштабных областей антиматерии. Обсуждаются методы их обнаружения.

го перехода [94], где соответствующее хиггсовское поле отвечает за механизм генерации масс фермионов. Напротив, возможна ситуация, когда масса частиц не меняется при переходе из одного вакуума в другой, как это происходит, например, при взаимодействии частиц с аксионной стенкой. В первом случае, взаимодействие со средой приводит к существенному замедлению стенок. Во втором случае, как показано ниже, стенки
практически прозрачны для среды при разумных значениях параметров.
Все рассуждения удобно проводить в системе покоя стенки. Вероятность рассеяния частицы плоской покоящейся стенкой записывается в виде
и = и(г), описывающим плоскую стенку. Давление, оказываемое частицами на стенку, связано со скоростью передачи импульса стенке
где 5 - площадь стенки.
Выберем лагранжиан взаимодействия частиц со стенкой, представляющей собой классическую полевую конфигурацию фазы комплексного поля, в виде
Тогда вычисление матричного элемента рассеяния стенкой частицы с импульсом к в конечное состояние с импульсом к'
сім? = сіп(к)2л5(є — є1) М

(1.9)
2єУ(2л)^є‘
Здесь с1п{к) - распределение налетающих частиц по импульсу, М - матричный элемент перехода частицы с энергией е и импульсом к в состояние с энергией е' и импульсом к' при взаимодействии с потенциалом вида
(1.10)
Хіпі = /<9_,6>(2)Л; -ф = ¥7мЧ/-
(1.11)
(1.12)